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第1篇
關鍵詞：沼氣池；多傳感器信息融合技術；遠程數據傳輸；云技術；智能監控
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）10-0234-03
Abstract： Our country has a large population which results in a relatively shortage of energy and huge consumption of resources. As a renewable energy， the development of biogas energy has a broad space on the economic and ecological front so that rational development and use of biogas energy has very important significance. However， at present the use of methane is still relatively small in China countryside. In turn， there are a lot of problems in biogas management system， such as improving the efficiency in fermentation process and ensuring the system security. The system designed is based on using STM32 as the main control chip，as well as the wireless remote monitoring system of methane tank can provide real-time， online services for multiple users. People can collect and monitor the information of temperature and humidity， Methane concentration and pH-value in the monitoring environment by wireless sensor network technology. Then through the 4G wireless communication network cloud technology， it can analysis method and online data， giving a synthetical and overall evaluation of each index. Allowing authorized users through a variety of mobile terminal （such as mobile phone， PC， etc.） to master the real-time data， achieving remote monitoring.
Key words： biogas tank； multi sensor information fusion technology； remote data transmission； cloud technology； intelligent monitoring
1 概述
當前，隨著社會經濟生活的不斷發展，對能源資源消耗巨大，傳統能源將越來越少。新能源沼氣技術不僅能解決群眾生活用能的問題，也可以降低對傳統能源的依賴，保護生態環境，有效改善人們的生活質量，促進當地經濟可持續發展，因而在全國范圍內得到了大力推廣[1]。為了能順利地解決眾多能源問題、順利地使農村地區走上可持續型發展道路，合理地開發和利用農村能源將具有極其重要的意義[2]。但因沼氣使用的自動化程度和安全性不高，廣大農戶的使用情況并不理想。比如：發酵池內部甲烷濃度、二氧化碳濃度過高，均存在安全隱患；發酵效率易受溫度、氣體濃度和料液PH值影響，產氣率得不到穩定保障；傳統沼氣發酵技術僅僅憑借經驗，沒有實現數據化智能化控制，同時缺乏預警系統，不能將該技術的危險系數降到最低。如果能對多個沼氣池內各項指標采集實時數據，并及時做出決策，則可以顯著提升系統發酵效率、自動化程度和系統安全性。因此，本文提出了采用多傳感器信息融合技術實現對沼氣池的遠程智能監控。
2 多傳感器信息融合技術基本原理
多傳感器信息融合（MSIF）是目前我國信息領域一項頗有前景的研究方向，其主要過程就是將數據現場和多傳感器采集的信息數據結合，在一定的準則下，通過計算機技術實現自動分析綜合，達到所需要的決策和估計。它可以獲得比單個傳感器更可靠、更全面的綜合信息。避免了單個傳感器信息的不完整性，消除單個傳感器的信息盲區，有利于提高多傳感器信息處理結果的質量，實現最終的決策[3]。多傳感器數據融合技術充分利用了多個信源，類似于大腦對信息處理的過程，對所采集信息綜合支配和使用，實現對被測對象的統一解釋[4]。該系統中信息之間都是相互聯系的，信息融合將多傳感器之間的冗余和互補信息按一定的規則進行優化組合，合理地配置和運用各個傳感器所采集的信息，來達到對監測環境的一致描述[5]。
多傳感器的融合技術經常采用的方法有加權平均法、統計決策理論法、貝葉斯估計、模糊神經網絡、證據推理法等等 [6]。
3 智能沼氣池監控系統設計
3.1 智能監控系統結構
基于多傳感器數據融合技術的遠程智能沼氣池監控系統共分為三個層次。
第一層是分布式無線傳感器網絡。由分布在沼氣池內的甲烷傳感器（MQ-2）、二氧化碳傳感器（MG-118）、溫度傳感器、PH值傳感器等構成的多傳感器終端組成，用于池內各項指標的實時監測，并進行數據的實時采集。
第二層是云技術服務平臺。運用多協議融合技術將數據匯聚到現場智能主機，并通過4G無線通信網絡傳入云服務器平臺，完成特征級數據融合，并將分析處理后的數據提供給移動終端的用戶或維修中心監測，實現云服務器與現場測控設備之間高速、平穩的數據交換。
第三層是由移動終端設備組成。提供監測服務時，允許授權用戶通過手機、PC機等移動終端訪問云服務器平臺，并能將用戶或維修監控中心的控制信號傳輸給上位機，由上位機發出指令，實現遠程監控。如圖1所示是智能監控系統結構。
監控系統結構圖
3.2 系統的硬件設計
系統設計中的普通傳感器網絡節點由TI公司的CC2431芯片作為核心處理器，外加相應的電路，包括數據采集傳感器模塊、數據處理模塊、數據傳輸模塊、電源管理模塊等組成，用于傳感器數據的采集和處理并構成分布式無線多傳感器網絡系統。多傳感器網絡系統是整個信息數據融合的硬件基礎，多傳感器信息是它的操作對象，通過對信息進行綜合優化，實現融合的核心操作[7]。
而作為傳感器網絡系統的主控制器選擇了ATMEL公司基于ARM Cortex-M內核的STM32系列嵌入式處理器STM32F103C8T6，其高性能、低成本、低功耗，是作為嵌入式芯片的一大優勢，便于將實時數據匯聚到現場主機。如圖2，為無線傳感網絡節點的結構設計。
STM32F103C8T6作為現場主機內部核心芯片，使用了兩個重要的串口，其中USRT接口與CC2431芯片相接，用于處理無線傳感網絡節點匯聚到現場主機的數據，實現快速數據交互，而另一個串口與4G無線模塊相接，通過串口的AT指令使4G無線模塊與網絡相接，并將現場數據上傳至云服務器，同時接受云服務器發來的測控指令。圖3即為現場數據無線傳輸系統圖。
3.3 系統的軟件實現
服務器軟件的設計是本系統軟件實現最重要、最核心的部分。“云服務器平臺”的搭建離不開性能可靠的硬件設施（如數據采集終端、無線傳感網絡等），也離不開相應的服務器軟件。因此，云服務器軟件的設計需充分考慮到各種復雜的網絡環境，用戶可以隨時訪問云服務并進行資源管理，而不再受地點或設備的限制，從而提供優質的用戶體驗。與此同時，通過實時接收云服務器監控結果，用戶能夠全面地掌控當前云服務器的運行狀態[8]。
針對大多數的Windows操作系統用戶，可采用B/S（Browser/Server，即瀏覽器/服務器）和C/S（Client/Server，即客戶端/服務器）兩種工作方式。基于Microsoft提供的標準網絡接口函數（如MFC的CSocket類等），結合沼氣發酵池中各數據采集終端的分布特點、指令和數據的傳輸方式，采用先進的多線程處理技術，設計出用于統一“監控中心”的服務器軟件，實現數據的準確傳輸。集控制和管理于一體的智能監控軟件管理系統如圖4所示。
以基于B/S架構的客戶端軟件為例，應用軟件應基于模塊化設計，可擴展性好，適用于各種應用現場，界面友好，操作簡單，易學易用，且具有“定時檢測”、“實時檢測”等多種用戶自定義功能，允許授權用戶通過互聯網實現對現場的實時監控，提供報表打印、數據分析等功能。對于C/S工作方式下的客戶端軟件，Android 智能手機操作系統具有開放性好、功能擴展性強，便于支持應用程序開發的優點[9]，則可基于安卓開發環境中使用Java的整合型可擴平臺Eclipsc來實現移動終端軟件的設計，做出具有良好的人機交互性的移動終端軟件，便于用戶更加直觀清晰地了解沼氣池內部數據指標，實現遠程智能沼氣池監控功能。
4 結論與展望
本論文設計的遠程智能沼氣池監控系統，應用了最新最熱、使用前景廣闊的多傳感器信息融合技術。國際上已有許多公司不斷推出智能傳感器產品，如美國的Honeywell公司固態電子中心（SSEC）開發的PPT系列的精密智能壓力傳感器具有數字補償、組態、控制、通訊的功能，具有RS- 232C，RS485，USB串行接口或EPP并行接口，國內也有研究機構與企業已經開始開發智能化傳感器[10]。
該系統的設計以沼氣池內環境信息采集處理為目標，設計了三級處理系統。設計中采用了數據融合思想，對采集到的環境信息進行同質和異質融合，去除冗余信息，減少數據通信量，避免傳感器采集沖突。采用了圖形化界面，并在本地計算機上實現了服務器功能，通過手機端智能實時監測沼氣池內環境情況。通過整個系統的有機運行，提高了發酵池內外應急聯動能力，提升了自動化水平和發酵池安全性，極大地節省了人力資源，降低了系統能耗。可以預見，在未來生活中的各個領域，環境信息的動態監測與分析將會廣泛應用，可依據本系統進行相應功能的擴充與修改，必然能夠得到十分有價值的應用前景。
參考文獻：
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第2篇
【關鍵詞】云技術網絡平臺新能源開發利用無線傳輸技術系統三者互為系統平臺的全立體交互式綜合應用
一、云技術
云計算（cloud computing），分布式計算技術的一種，其最基本的概念，是透過網絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數個較小的子程序，再交由多部服務器所組成的龐大系統經搜尋、計算分析之后將處理結果回傳給用戶。透過這項技術，網絡服務提供者可以在數秒之內，達成處理數以千萬計甚至上億計的信息，達到和“超級計算機”同樣強大效能的網絡服務。
“云計算（Cloud technology）”是一個很時尚的概念，它既不是一種技術，也不是一種理論，而是一種商業模式的體現方式。準確說，云計算僅描述了一類棘手的問題，因為現在這個階段，“計算與數據”蹺蹺板的平衡已發生變化，即已經到“移動計算要比移動數據要便宜的多（Moving computation is cheaper than moving data）”。《著云臺》的分析師團隊結合云發展理論總結認為，基于云計算商業模式應用于網絡技術、信息技術、整合技術、管理平臺技術、應用技術等的總稱，可以組成資源池，按需所用，靈活便利。
二、新能源
新能源有廣義和狹義之分。廣義的新能源泛指能夠實現溫室氣體減排的得的可利用能源，外延涵蓋了高效利用能源、資源綜合利用、可再生能源、代替能源、核能、節能等。狹義的新能源指除常規性能源和大型水利發電之外的風能、太陽能、生物能、地熱能、海洋能、小水電和核能等能源的總成。現階段對風能、海洋能、小水電和核能的利用主要集中在電能的轉換上，而對太陽能、生物能、地熱能的利用除了將其轉換為電能外，還應用于向熱能和燃氣的轉換上。總體來講，新能源的利用主要是圍繞發電展開的。新能源的共同特點是比較干凈，除核裂變燃料外，幾乎是永遠用不完的。由于煤、油、氣常規能源具有污染環境和不可再生的缺點，因此，人類越來越重視新能源的開發和利用。
三、無線傳輸技術
無線傳輸技術按技術領域大致分為：無線能量（電能）傳輸技術、無線通信（數據）傳輸技術。
無線能量（電能）傳輸方式及技術原理：無線電力傳輸是一種傳輸電力的新技術，它將電力通過電磁耦合、射頻微波、激光等載體進行傳輸。這種技術解除了對于導線的依賴，從而得到更加方便和廣闊的應用。
無線電力傳輸的基本原理：
①電磁感應―――短程傳輸。電磁感應現象是電磁學中最重大的發現之一，它顯示了電、磁現象之間的相互聯系與轉化。電磁感應是電磁學中的基本原理，變壓器就是利用電磁感應的基本原理進行工作的。利用電磁感應進行短程電力傳輸的基本原理為，發射線圈L1和接收線圈L2之間利用磁耦合來傳遞能量。若線圈L1中通已交變電流，該電流將在周圍介質中形成一個交變磁場，線圈L2中產生的感應電勢可供電給移動設備或者給電池充電。
②電磁耦合共振―――中程傳輸。中程無線電力傳輸方式是以電磁波“射頻”或者非輻射性諧振“磁耦合”等形式將電能進行傳輸。它基于電磁共振耦合原理，利用非輻射磁場實現電力高效傳輸。在電子學的理論中，當交變電流通過導體，導體的周圍會形成交變的電磁場，稱為電磁波。在電磁波的頻率低于100khz時，電磁波就會被地表吸收，不能形成有效的傳輸，當電磁波頻率高于100khz時，電磁波便可以在空氣中傳播，并且經大氣層外緣的電離層反射，形成較遠距離傳輸能力，人們把具有較遠距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻（即：RF）。將電信息源（模擬或者數字）用高頻電流進行調制（調幅或者調頻），形成射頻信號后，經過天線發射到空中；較遠的距離將射頻信號接收后需要進行反調制，再還原成電信息源，這一過程稱為無線傳輸。中程傳輸是利用電磁波損失小的天線技術，并借助二極管、非接觸IC卡、無線電子標簽等等，實現效率較高的無線電力傳輸。
③微波/激光―――遠程傳輸。理論上講，無線電波的波長越短，其定向性越好彌散就越小。所以可以利用微波或激光形式來實現電能的遠程傳輸，這對于新能源的開發利用解決未來能源短缺問題也有著重要意義。1968年美國工程師彼得格拉提出了空間太陽能發電（Space Solar Power，SSP）的概念，其構想是在地球外層空間建立太陽能發電基地通過微波將電能送回地球。
無線通信（數據）傳輸方式及技術原理：無線通信（Wireless communication）是利用電磁波信號在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式。無線通信技術自身有很多優點，成本較低，無線通信技術不必建立物理線路，更不用大量的人力去鋪設電纜，而且無線通信技術不受工業環境的限制，對抗環境的變化能力較強，故障診斷也較為容易，相對于傳統的有線通信的設置與維修，無線網絡的維修可以通過遠程診斷完成，更加便捷；擴展性強，當網絡需要擴展時，無線通信不需要擴展布線；靈活性強，無線網絡不受環境、地形等限制，而且在使用環境發生變化時，無線網絡只需要做很少的調整，就能適應新環境的要求。
（1）常用的遠距離無線通信技術
目前偏遠地區廣泛應用的無線通訊技術主要有GPRS/CDMA、數傳電臺、擴頻微波、無線網橋及衛星通信、短波通信技術等。它主要使用在較為偏遠或不宜鋪設線路的地區，如：煤礦、海上、有污染或環境較為惡劣地區等。
①GPRS/CDMA無線通信技術：GPRS （通用無線分組業務）是由中國移動開發運營的一種基于GSM通信系統的無線分組交換技術，是介于第二代和第三代之間的技術，通常稱為2.5G。它是利用“包交換”概念發展的一種無線傳輸方式。包交換就將數據封裝成許多獨立的包，再將這些包一個一個傳送出去，形式上有點類似寄包裹，其優勢在于有資料需要傳送時才會占用頻寬，而且是以資料量計價，有效的提高網絡的利用率。GPRS網絡同時支持電路型數據和分組交換數據，從而GPRS網絡能夠方便的和因特網互相連接，相比原來的GSM網絡的電路交換數據傳送方式，GPRS的分組交換技術具有實時在線、按量計費、高速傳輸等優點。CDMA是碼分多址的英文縮寫（Code Division Multiple Access），是由中國電信運行的一種基于碼分技術和多址技術的新的無線通信系統，其原理基于擴頻技術。其最早是由于軍事上對高質量無線通訊技術的需要而開發設計。CDMA在數據傳送過程中，將數據用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進行調制，使數據信號的帶寬被擴展，然后經載波調制將數據發送出去。接收端使用完全相同的偽隨機碼，進行相反過程的處理，把寬帶信號換成原信息數據的窄帶信號從而進行解擴，以實現數據傳輸。其特點是抗干擾能力強、抗衰落能力強、信號隱蔽性強、抗截獲的能力強、可以多用戶同時接收發送。
②數傳電臺通信。數傳電臺是數字式無線數據傳輸電臺的簡稱。它是采用數字信號處理、數字調制解調、具有前向糾錯、均衡軟判決等功能的一種無線數據傳輸電臺。數傳電臺的工作頻率大多使用220～240 MHz或400～470 MHz頻段，具有數話兼容、數據傳輸實時性好、專用數據傳輸通道、一次投資、沒有運行使用費、適用于惡劣環境、穩定性好等優點。數傳電臺的有效覆蓋半徑約有幾十公里，可以覆蓋一個城市或一定的區域。數傳電臺通常提供標準的RS-232數據接口，可直接與計算機、數據采集器、RTU、PLC、數據終端、GPS接收機、數碼相機等連接。傳輸速率從9600到19200 bps，誤碼低于10-6（-110 dBm時），可工作于單工、半雙工、時分雙工TDD、全雙工方式。無線數傳電臺是通信行業發展較早的通信方式，也是比較成熟的一項無線通信技術，已經在各行業取得廣泛的應用，在航空航天、鐵路、電力、石油、氣象、地震等各個行業均有應用，在遙控、遙測、搖信、遙感等SCADA領域也取得了長足的進步和發展。
③擴頻微波通信。擴頻通信，即擴展頻譜通信技術（Spread Spectrum Communication）是指其傳輸信息所用信號的帶寬遠大于信息本身帶寬的一種通信技術。最早始用于軍事通信。它傳輸的基本原理是將所傳輸的信息用偽隨機碼序列（擴頻碼）進行調制，偽隨機碼的速率遠大于傳送信息的速率，這時發送信號所占據帶寬遠大于信息本身所需的帶寬實現了頻譜擴展，同時發射到空間的無線電功率譜密度也有大幅度的降低。在接收端則采用相同的擴頻碼進行相關解調并恢復信息數據。其主要特點是：抗噪聲能力極強；抗干擾能力極強；抗衰落能力強；抗多徑干擾能力強；易于多媒體通信組網；具有良好的安全通信能力；不干擾同類的其他系統等，同時具有傳輸距離遠、覆蓋面廣等特點，特別適合野外聯網應用。
④無線網橋。無線網橋是無線射頻技術和傳統的有線網橋技術相結合的產物。無線網橋是為使用無線（微波）進行遠距離數據傳輸的點對點網間互聯而設計。它是一種在鏈路層實現LAN互聯的存儲轉發設備，可用于固定數字設備與其他固定數字設備之間的遠距離（可達50km）、高速（可達百兆bps）無線組網。擴頻微波和無線網橋技術都可以用來傳輸對帶寬要求相當高的視頻監控等大數據量信號傳輸業務。
⑤衛星通信。衛星通信（satellite communication）是指利用人造地球衛星作為中繼站來轉發無線電信號，從而實現在多個地面站之間進行通信的一種技術，它是地面微波通信的繼承和發展。衛星通信系統通常由二部分組成，分別是衛星端、地面端。衛星端在空中，主要用于將地面站發送的信號放大再轉發給其它地面站。地面站主要用于對衛星的控制、跟蹤以及實現地面通信系統接入衛星通信系統。衛星可分為同步衛星和非同步衛星，同步衛星在空中的運行方向和周期與地球的自轉方向及周期相同，從地面的任何位置看，該衛星都是“靜止”不動的；非同步衛星的運行周期大于或小于地球的運行周期，其軌道高度、傾角、形狀都可根據需要調整。衛星通信的的特點是：覆蓋范圍廣、工作頻帶寬、通信質量好、不受地理條件限制、成本與通信距離無關等，其主要用在國際通信、國內通信、軍事通信、移動通信和廣播電視等領域，衛星通信的主要缺點是通信具有一定的延遲，比如打衛星電話時，不能立即聽到對方回話，主要原因是衛星通信的傳輸距離較長，無線電波在空中傳輸是有一定延遲的。
⑥短波通信。按照國際無線電咨詢委員會的劃分，短波是指波長l00m～l0m，頻率為3MHz～30MHz的電磁波。短波通信是指利用短波進行的無線電通信，又稱高頻（HF）通信。短波通信可分為地波傳播和天波傳播。地波傳播的衰耗隨工作頻率的升高而遞增，在同樣的地面條件下，頻率越高，衰耗越大。利用地波只適用于近距離通信，其工作頻率一般選在5MHz以下。地波傳播受天氣影響小，比較穩定，信道參數基本不隨時間變化，故信道可視為恒參信道。天波傳播是無線電波經電離層反射來進行遠距離通信的方式，傾斜投射的電磁波經電離層反射后，可以傳到幾千千米外的地面。天波的傳播損耗比地波小得多，經地面與電離層之間多次反射之后，可以達到極遠的地方，因此，利用天波可以進行環球通信。天波傳播因受電離層變化和多徑傳播的嚴重影響極不穩定，其信道參數隨時間而急劇變化，因此稱為變參信道。短波通信的特點是：建設維護費用低、周期短、設備簡單、電路調度容易、抗毀能力強、頻段窄，通信容量小、天波信道信號傳輸穩定性差等。長期以來，廣泛用于政府、軍事、外交、氣象、商業等部門，用以傳送電報、電話、傳真、低速數據和圖像、語音廣播等信息。
（2）常見短距離無線通信技術
短距離無線通信技術是指通信雙方通過無線電波傳輸數據，并且傳輸距離在較近的范圍內，其應用范圍非常廣泛。近年來，應用較為廣泛及具有較好發展前景的短距離無線通信標準有：Zig-Bee、藍牙（Bluetooth）、無線寬帶（Wi-Fi）、超寬帶（UWB）和近場通信（NFC）。
①Zig-Bee。Zig-bee是基于IEEE802.15.4標準而建立的一種短距離、低功耗的無線通信技術。Zig-bee來源于蜜蜂群的通信方式，由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）地抖動翅膀的來與同伴確定食物源的方向、位置和距離等信息，從而構成了蜂群的通信網絡。其特點是距離近，其通常傳輸距離是10-100米；低功耗，在低耗電待機模式下，2節5號干電池可支持1個終端工作6～24個月，甚至更長；其成本，Zig-Bee免協議費，芯片價格便宜；低速率，Zig-bee通常工作在20～250 kbps的較低速率；短時延，Zig-bee的響應速度較快等。主要適用于家庭和樓宇控制、工業現場自動化控制、農業信息收集與控制、公共場所信息檢測與控制、智能型標簽等領域，可以嵌入各種設備。
②藍牙（Bluetooth）。藍牙（Bluetooth）是在1998年5月由東芝、愛立信、IBM、Intel和諾基亞等公司共同提出的一種近距離無線數據通訊技術標準。它能夠在10米的半徑范圍內實現點對點或一點對多點的無線數據和聲音傳輸，其數據傳輸帶寬可達1Mbps。通訊介質為頻率在2.402GHz到2.480GHz之間的電磁波。藍牙技術可以廣泛應用于局域網絡中各類數據及語音設備，如PC、撥號網絡、筆記本電腦、打印機、傳真機、數碼相機、移動電話和高品質耳機等，藍牙的無線通訊方式將上述設備連成一個微微網，多個微微網之間也可以實現互連接，從而實現各類設備之間隨時隨地進行通信。藍牙技術被廣泛應用于無線辦公環境、汽車工業、信息家電、醫療設備以及學校教育和工廠自動控制等領域，藍牙目前存在的主要問題是芯片大小和價格較高；抗干擾能力較弱。
③無線寬帶（Wi-Fi）。Wi-Fi誕生于1999年，它是一種基于802.11協議的無線局域網接入技術。Wi-Fi技術突出的優勢在于它有較廣的局域網覆蓋范圍，其覆蓋半徑可達100米左右，相比于藍牙技術，Wi-Fi覆蓋范圍較廣；傳輸速度非常快，其傳輸速度可以達到11mbps（802.11b）或者54mbps（802.11a），適合高速數據傳輸的業務；無須布線，可以不受布線條件的限制，非常適合移動辦公用戶的需要。在一些人員密集的地方，比如火車站、汽車站、商場、機場、圖書館、校園等地方設置“熱點”，可以通過高速線路將因特網接入上述場所。用戶只需要將支持無線網絡的終端設備該區域內，即可高速接入因特網；健康安全，具有WiFi功能的產品發射功率不超過100毫瓦，實際發射功率約60～70毫瓦，與手機、手持式對講機等通訊設備相比，WiFi產品的輻射更小。
④超寬帶（UWB）。UWB（Ultra Wideband）是一種無載波通信技術，利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據，其傳輸距離通常在10m以內，使用1GHz以上帶寬，通信速度可以達到幾百兆bit/s以上，UWB的工作頻段范圍從3.1GHz到10.6 GHz，最小工作頻寬為500MHz。其主要特點是：傳輸速率高；發射功率低，功耗小；保密性強；UWB通信采用調時序列，能夠抗多徑衰落；UWB所需要的射頻和微波器件很少，可以減小系統的復雜性。由于UWB系統占用的帶寬很高，UWB系統可能會干擾現有其他無線通信系統。UWB主要應用在高分辨率、較小范圍、能夠穿透墻壁、地面等障礙物的雷達和圖像系統中。軍事部門利用UWB技術已經開發出了高分辨率的雷達。據相關報道，一些具有特殊功能的UWB收發器已經被開發出來，用在了能夠看穿地面、墻壁、身體等障礙物的雷達和圖像裝置，這種裝置可以用來檢查樓房、橋梁、道路等工程的混凝土和瀝青結構中的缺陷，以及定位地下電纜及其它管線的故障位置，也可用于疾病診斷。另外，在救援、治安防范、消防及醫療、醫學圖像處理等領域都大有用途。
⑤NFC。NFC（Near Field Communication）是一種新的近距離無線通信技術，由飛利浦、索尼和諾基亞等公司共同開發，其工作頻率為13.56 MHz，由13.56 MHz的射頻識別（RFID）技術發展而來，它與目前廣為流行的非接觸智能卡ISO14443所采用的頻率相同，這就為所有的消費類電子產品提供了一種方便的通訊方式。NFC采用幅移鍵控（ASK）調制方式，其數據傳輸速率一般為106 kbit/s、212 kbit/s和424 kbit/s三種。NFC的主要優勢是：距離近、帶寬高、能耗低，與非接觸智能卡技術兼容，其在門禁、公交、手機支付等領域有著廣闊的應用價值。NFC的應用情境基本可以分為以下五類：A、接觸-通過，主要應用在會議入場、交通關卡、門禁控制、和賽事門票等方面；B、接觸-確認/支付，主要應用在手機錢包、移動和公交付費等方面；C、接觸-連接，這種應用可以實現2個具有NFC功能的設備實現數據的點對點傳輸；D、接觸-瀏覽，用戶可以通過NFC手機了解和使用系統所能提供的功能和服務；E、下載-接觸，通過具有NFC功能的終端設備，使用GPRS＼CDMA網絡接收或下載相關信息，用于門禁或支付等功能。
四、三者互為系統的立體式應用
第3篇
關鍵詞：新能源汽車 汽車產業 稅收政策
促進新能源汽車產業發展是我國建設資源節約型、環境友好型社會的要求，是我國汽車工業可持續發展的必然選擇。目前的汽車產業稅收政策，在促進新能源汽車產業發展方面起到了一定的積極作用，但在新能源汽車的研發、生產銷售、購買和使用等方面也存在一些問題，有待進一步完善。
一、現行新能源汽車產業發展稅收政策中存在的問題
（一）在新能源汽車的研發、生產銷售環節稅收政策優惠力度不夠
1.企業所得稅方面，對新能源汽車產業的稅收優惠政策不充分。第一，目前新能源汽車的生產成本較高，銷售價格也居高不下，企業生產新能源汽車的積極性不高，原因之一就是在新能源汽車的研發環節，對研究開發費用投入的鼓勵政策力度不夠。第二，與傳統能源汽車生產企業相比，新能源汽車生產企業在企業所得稅稅率方面沒有優惠。而新能源汽車生產企業由于尚未達到經濟的生產規模，相比之下其稅收負擔較重。第三，目前缺乏對新能源汽車的企業所得稅稅收減免政策，稅收政策對新能源汽車的激勵支持作用與對傳統能源汽車的約束限制作用未能有效結合。
2.增值稅方面，企業研制并銷售新能源汽車的稅收優惠政策不到位。首先，新能源汽車在技術研發過程中的中間試驗產品銷售適用17%的增值稅稅率，企業沒有享受到增值稅稅收優惠，研發新能源汽車的動力不足。其次，新能源汽車產業應屬于國家重點扶持的產業，但企業生產銷售新能源汽車，缺乏“先征后退”或“即征即退”的增值稅優惠政策，企業生產銷售新能源汽車的積極性不高。再次，新能源汽車對生態文明建設有積極作用，但生產銷售新能源汽車適用17%的增值稅稅率，而新能源汽車由于生產成本較傳統能源汽車要高，因此消費者需負擔的增值稅也多，購車成本也高，影響了新能源汽車的生產銷售。
3.消費稅方面，企業生產銷售新能源汽車的稅收激勵作用不明顯。征收消費稅的目的主要是體現“寓禁于征”的精神，對高能耗的小汽車征收消費稅，有利于節約資源、保護環境，實現經濟的可持續發展。但目前的消費稅稅率設置上，生產銷售新能源汽車和傳統能源汽車一樣，都是按照汽缸容量大小作為劃分標準。這種設置方式，只體現了對生產購買小容量汽缸汽車的政策導向，但并未從本質上對生產購買新能源汽車起到激勵作用。
（二）在新能源汽車的購置、使用環節稅收政策導向作用欠缺
1.車輛購置稅方面，稅收政策對消費者購買新能源汽車的引導不力。隨著普通民眾購買汽車數量的逐漸增加，車輛購置稅的征收已對消費者購買新能源汽車產生了制約作用。目前由于新能源汽車的銷售價格較高，購買新能源汽車的車輛購置稅也就隨之增加，這直接制約了新能源汽車的消費需求。消費需求不能有效增加，新能源汽車的生產就難以形成較大規模，從而使新能源汽車的生產成本居高不下，又進一步影響了新能源汽車的購買和使用。
2.消費稅方面，稅收政策對消費者使用新能源汽車的鼓勵不夠。在使用傳統能源汽車時，目前的成品油消費稅在一定程度上會導致其使用成本的不同。但這種不同會引起消費者選擇排量不同的傳統能源汽車的差異，而不是選擇傳統能源汽車與新能源汽車的差異。在目前的成品油消費稅稅收政策下，消費者盡管使用傳統能源汽車的成本在提高，但與新能源汽車相比，傳統能源汽車的購買價格優勢明顯，而使用成本劣勢不明顯。有鑒于此，很多消費者在購買價格與使用成本相比之下還是選擇傳統能源汽車。
二、對促進新能源汽車產業發展的稅收政策建議
促進新能源汽車產業的健康發展，應從研發環節、產銷環節到購買環節、使用環節等多環節著手，通過調整各相關稅種的稅收政策，發揮稅收政策對傳統能源汽車的制約作用以及對新能源汽車的激勵作用。
（一）提高新能源汽車在研發環節與產銷環節的稅收政策優惠力度
1. 出臺企業所得稅優惠政策，增強新能源汽車研發生產力。（1）提高新能源汽車研究開發費用的加計扣除比例。為促進新能源汽車產業的發展，提高新能源汽車企業的技術研發能力，企業開發新能源汽車發生的研究開發費用在目前50%加計扣除或150%攤銷的基礎上應當進一步提高。從而利用企業所得稅稅收優惠政策引導企業加大新能源汽車的研發投入，提高企業新能源汽車的研發能力和生產能力。（2）降低新能源汽車生產企業的所得稅稅率。企業所得稅法規定，對于國家需要重點扶持的高新技術企業，減按15%的稅率征收企業所得稅。新能源汽車生產涉及能源節約、環境保護，應將新能源汽車納入國家重點扶持的高新技術領域，按照高新技術企業享受所得稅稅收優惠，以提高新能源汽車生產企業的生產積極性，擴大新能源汽車的生產規模，降低新能源汽車的生產成本。（3）減免新能源汽車生產企業的企業所得稅。新能源汽車屬于節能環保產品，應參照國家有關所得稅政策規定，對企業從事新能源汽車生產經營所得，應自項目取得第1筆生產經營收入所屬納稅年度起，第1年至第3年免征企業所得稅，第4年至第6年減半征收企業所得稅。通過此政策來增強新能源汽車生產企業的競爭能力，激勵其生產新能源汽車的積極性。（4）實施新能源汽車生產企業購置使用專用設備的稅收抵免。對新能源汽車生產企業實際購置并自身投入使用的生產新能源汽車的專用設備，該專用設備的投資額的10%至20%從企業當年的應納稅額中抵免；當年不足抵免的，可以在以后5個納稅年度結轉抵免。通過此政策降低新能源汽車生產企業的稅收負擔，引導其加大對新能源汽車生產的投入。
2. 實施增值稅減免政策，提升新能源汽車市場競爭力。首先，實施新能源汽車中間試驗品減征增值稅稅收政策。通過減征銷售新能源汽車中間試驗品的增值稅，可以減輕新能源汽車研發企業的負擔，鼓勵研發企業加大研發力度，研發出性能更加優良的新能源汽車。其次，實行新能源汽車企業差別增值稅稅收政策。在新能源汽車產業發展的不同階段初期，新能源汽車生產的規模大小不同，其盈利能力強弱不同，新能源汽車價格高低也不同。因此，在新能源汽車產業未形成規模前，企業研制并銷售新能源汽車盈利能力弱，可實施增值稅即征即退80%的稅收優惠政策；在新能源汽車產業已形成初步規模時，可實施即征即退50%的稅收優惠政策。再次，降低新能源汽車的增值稅稅率。目前，由于新能源汽車的銷售價格高，與傳統能源汽車相比，缺乏市場競爭力，影響了新能源汽車的生產銷售。通過降低新能源汽車的增值稅稅率，可以降低新能源汽車的價格，有利于降低消費者購車成本，提升新能源汽車的競爭力，擴大新能源汽車的市場份額。
3. 改革消費稅稅收政策，提高新能源汽車生產銷售量。消費稅稅收政策會影響商品的價格，從而引導生產者的生產行為與消費者的消費行為。因此，應充分發揮汽車消費稅稅收政策的導向作用，引導生產者和消費者選擇更多地生產和消費新能源汽車。具體而言，對傳統能源汽車和新能源汽車應實施差別化的消費稅稅收政策。對傳統能源汽車，應進一步提高消費稅稅率，增加其消費稅稅負，提高消費者的購車成本；對于新能源汽車，應免消費稅或者采用最低檔的消費稅稅率，降低消費者的購車成本。通過消費稅的一升一降，以提升新能源汽車的市場競爭力，從而引導消費者購買使用新能源汽車。
（二）完善新能源汽車在購置、使用環節的稅收政策
調整傳統能源汽車與新能源汽車在購置環節和使用環節的稅收政策，提高傳統能源汽車在購置、使用環節的稅收負擔，降低新能源汽車在購置、使用環節的稅收負擔，從而促進新能源汽車產業的發展。
1. 免征新能源汽車車輛購置稅，提高新能源汽車的吸引力。2014年7月9日的國務院常務會議決定，自2014年9月1日至2017年底，對三類新能源汽車，免征車輛購置稅。這一稅收政策能降低新能源汽車的購置成本，有利于提高新能源汽車對消費者的吸引力。為了獲得與傳統能源汽車相比明顯的持續價格優勢，新能源汽車免征車輛購置稅的稅收政策應持續實行，而不應只是到2017年底，這樣能降低新能源汽車的購置成本，有利于提高新能源汽車對消費者的吸引力。
2. 提高成品油消費稅，增強新能源汽車的競爭力。為了增強新能源汽車在汽車消費市場上的競爭力，在提高新能源汽車購買價格優勢的同時，還要增強新能源汽車使用成本的優勢。為此，應進一步提高成品油的消費稅稅率，從而提高傳統能源汽車的使用成本，凸顯新能源汽車使用成本的優勢。這樣可以增強新能源汽車的競爭力，刺激消費者購買和使用新能源汽車，從而促進新能源汽車產業的發展。
總之，對于生產者而言，通過稅收政策的實施，可提高新能源汽車的研發生產能力，降低新能源汽車的生產成本，降低新能源汽車的銷售價格，以增強新能源汽車在市場上的競爭力。對于消費者而言，通過稅收政策的實施，可降低新能源汽車消費者的購買成本，減輕使用費用，從而增加新能源汽車的購買數量，進一步促進新能源汽車的生產，使新能源汽車產業步入健康發展的軌道。
參考文獻：
1.李晶，李施雨.新能源汽車產業稅收政策的國際借鑒與措施[J].稅務研究，2013，（10）.
